Vandets kredsløb

1. Vandets kredsløb 71% af Jordens overflade er dækket med vand. Men kun 2,5 % er ferskvand. Under 1% bruges som brugsvand mens resten findes i ismasser i polarområder. Grundvand er grundlaget for vandforsyning i Danmark. Det er både en begrænset og en sårbar resurse. Drikkevand indvindes enten fra grundvand eller fra flodvand. Mange steder i mellem og Sydeuropa skal man rense vandet før det sendes ud til forbrugerne, for drikkevandet er overfaldevand, der indvindes fra de store flodsystemer.

2. Mængden af vand på jorden er konstant og vandet forekommer i forskellige former: • Is • Vanddamp • Saltvand • Ferskvand De fire overordnede faser af vandets evige kredsløb

3. Nårvi bruger vand, er det ikke nyt vand. Det er hentet fra et sted, hvor vi kalder et kredsløb. Disse kredsløb påvirkes af menneskets aktiviteter og en højere forurening af drikkevand og en stigende forbrug af vandet. http://www.youtube.com/watch?v=16M1NgbkJao&feature=related Rensning af overfladevand: Rensningsprocessen er meget kompliceret. Den omfatter henholdsvis.: • Biologisk rensning • Rensning i aktivt kulfilter • Klortilsætning • tilsætning af smagskorrigerede stoffer Men vandets kvalitet er ringe i forhold til grundvand.

4. Rensning af 1 m3 vand fra flodvand koster i Sydeuropa,hvad der er svarer til den samlede pris som forbrugeren i DK skal betale for drikkevand. Andre steder i verden, hvor man hverken har adgang tilgrundvand eller til flodvand er prisen endnu højere. I Det Forenede Arabiske Emirater koster det flere undrede kroner pr. m3. Det skyldes at vandet må fremskaffes gennem en meget dyr afsaltningsproces af havvand. Danskernes daglige forbrug af vand (direkte) har været: • DK Ca. 125 liter • USA er det 397 liter og • Burkina Faso er 7 liter pr. indbygger. Direkte / Skjult vandforbrug: Ud over det ”direkte” vandforbrug har hver dansker et ”skjult”(kunstvanding) vandforbrug på godt 200 liter pr. døgn.

5. Der anvendes også vand i industriens produktion: • Til kølevand, • Til rensning af flasker • Til emballage m.m. • Det totalegennemsnit af vandforbruget pr. indbyggere i DK i 2002 var på 397 liter om dagen, hvor Ringkøbing området toppede med et forbrug på 965 liter pr. døgn(vanding af sandede landbrugs-jorders behov for vanding). http://www.dst.dk/pukora/epub/Nyt/2002/NR030.pdf

6. Grundvand: Dannes af nedbøren. Den største del af nedbøren som falder over DK stammer fra havvand. Ved fordampning stiger vandet til vejrs. Vandet frigives igen ved fortætning og falder som nedbør. http://www.vandetsvej.dk/Introfilm-Vandværk-9.aspx 1. Et kort kredsløb: Hvis fortætningen sker lige efter fordampningen og nedbøren falder over havet taler man om et kort kredsløb.

7. 2. Et langt kredsløb: når vestenvinden fører vanddampen ind over DK, hvor den fortættes og giver nedbør. Da den dominerende vindretning i DK er vestenvind, falder der mest nedbør i Jylland og mindre nedbør i den østlige del af landet. 3. Det længste kredsløb opstår i de dele af verden, hvor nedbøren falder som sne, og hvor der kun er en kortvarig sæsonbetinget afsmeltning der kan føre vandet tilbage til havet.

8. En del af nedbøren vil fordampe fra jord. • En del fra vandoverflade(evaporation). • En del vil på overfladen strømme til vandløb og ende i søer eller i havet. evaporation

9. Afstrømningenvil være stor hvis nedbøren er stor, og jorden derfor ikke når at opsuge den. • Eller hvis nedbøren falder på en jordoverflade, der er svært gennemtrængelig for vand (lerjord). • I bjergområder hvor man har fældet skovbevoksningen, vil en stor del af nedbøren og eventuelt smeltevand løbe ned ad bjergskråningerne uden at blive absorberet. • Dette sker fordi jordens vandopsugendeevne formindskes, da den manglende bevoksning nedsætterjordens porøsitet.

10. I byer havner en stor del af nedbøren i kloakker og ledes gennem renseanlæg før det ender i vandløbet, søer eller i havet og her vil der ske en fordampning. • En del af nedbøren når kun nede i de øverste jordlag, hvor den bliver tilgængelig for planterne. • Den del af nedbøren, der ikke fordamper,optages af planterne eller udgør den overfladiskeafstrømning gennem vandløb eller dræn, siver ned i jorden og danner GRUNDVAND. Nedsivningens størrelse varierer i årets løb. • Om sommeren bliver alt vandet optages af planterne. • Men om vinterener plantevæksten meget ringe. Derfor grundvanddannelsen finder sted i det nedbørsrige vinter-måneder.

11. Nettonedbøren: Nettonedbør har en afgørende betydning for grundvand-dannelsen: Nettonedbøren: forskellen mellem nedbør og evapotranspiration (transpiration + evaporation). I DK er nettonedbøren positiv, dvs. nedbøren er større end evapotranspiration, men i fem måneder fra april til august er nedbørennegativ(kunstvanding som belaster grundvandet).

12. Endelig kan man påvirkegrundvandsstanden ved at pumpe grundvand op for at anvende det som brugsvand. Det regnmængde der falder over et område, kan afh. Af det lokale forhold indgå i vandkredsløbene igen ad forskellige veje. • Fordampning fra jordoverfladen ”evaporation”. • Fordampning fra planterne og dyr ”transpiration” • Overfladisk afstrømning til havet via søer, vandløb, drænrør eller kloakker. • Nedsivning til grundvand. • Afstrømning til havet via grundvand. • kildedannelse. • Oppumpningtil brugsvand Disse forhold kan skrives som en formel: Fig. 3.6: Nedbør = fordampning + afstrømning + ændring i grundvandsmængde 1+2 (3+5) (+4-6-7)

13. 1.: Lokale variationerspiller ind i nedbøren og fordampningen: Nedbøren er størst i det centrale Sydjylland, Mens fordampningen er størst på Sjælland, Lolland og Falster. Beliggenheden af grundvandsspejlet (dvs. overfladen af grundvand) vil altså varierer med vandforbruget og årstiderne fra område til område. 2.: Jordbundenssammensætninghar også betydning for hvor hurtigt vandet siver ned gennem de forskellige jordlag (sand og ler). I sandede områder er grundvandsdannelsen stor. Men til gengæld skal vandes mere end lerjorde. I modsætning til lerjorde (Østlige del af landet) har sandholdige jorde en dårlig vandrensende evne, så kvaliteten af grundvand kan blive ringe. (forurening af grundvand og nitratforurening).

14. Jordbundens evne til at holde på vandet til gavn for planterne afhænger af jordens porøsitet. Porøsitet er et udtryk for poreindholdet i jordlagene over grundvandsspejlet. Lerjorde:har et større poreindhold end sandholdige og derfor kunne bedre holde på vandets nedsivning til grundvandet. Sandjord:har et porevolumen (hulrumsvolumen, volumenprocent) på 35-55 vol.% og lerjorde på 35-70 vol.%.

15. Vand Jordvand, grundvand og overfladevand + Vandets bevægelser i jorden

16. Jordvand, grundvand, overfladevand – alt sammen afstrømning – men hvad er hvad? Overfladevand • Vandet på jordoverfladen – normalt begrænset til ferskvand, og kun vand i flydende form (altså ikke skyer, is og havvand). • Overfladevandet er det, vi finder i søer, moser og vandløb. • Overfladevandet er normalt mere urent end grundvand. Grundvand • Det vand i jorden, hvor alle porer (hulrum) er vandfyldte over længere tid • Det vand i jorden under grundvandsspejlet • Toppen af grundvandsspejlet er dér, hvor vandspejlet vil stå, hvis man graver et hul på stedet. • Grundvandet er i Danmark vores drikkevandsressource. Jordvand • Det vand, der er i jorden mellem jordoverfladen og grundvandsspejlet • Jordvandet er vand i jorden, hvor alle porer (hulrum) i jorden ikke er vandfyldte. • Jordvandet er normalt det, planterne skal leve af, når det ikke lige regner.

17. Grundvandets beliggenhed og strømning: • I den øverste del af jorden findes både luft og vand i hulrummene mellem kornene; det kaldes den umættedezone (jordvand). • Længere nede i jorden er alle hulrum fyldt med vand, og derfor kaldes det den mættede zone eller grundvandszonen. • Grænsen mellem de to zoner kaldes grundvandsspejlet. Grundvandsspejlet følger normalt landoverfladen. • Lerlag kan dog holde grundvandet nede. • Borer man gennem sådan et lag kan vandet dukke frem som et springvand – det kaldes en artesisk boring.

18. Hvor får vandløbene deres vand fra? • Overfladevand • Fra vandløbets topografiske opland (det område, hvor vand på jordoverfladen vil løbe nedad til vandløbet). Oplande afgrænses af vandskel. • Grundvand • Fra vandløbets grundvandsopland (det område, hvor grundvandet løber mod vandløbet).

19. Jordvand • Hvad består jord af? • Mineralske partikler (Moræne aflejringer) • Ler (<0,002 mm), silt (0,002-0,02 mm), sand (0,02-2 mm), grus (2 mm – 2 cm) og sten (>2 cm) og kalk. • Organisk stof • Rødder, døde planterester, organismer i jorden • Luft • Vand

20. Jordvandi forskellige jordtyper Sandjord Den plantetilgængelige vandmængde afhænger altså af: Jordsammensætningen (varierer fra sted til sted og med dybden). Jo større porøsitet (porerumfang), jo større mængde luft eller vand i jorden. Lerjord Svær lerjord

21. Grundvandet • Hvor kommer det fra? • Fra infiltration af overfladevand (fra nedbør, søer, vandløb og havet) • Hvor løber det hen? • Til dybere grundvandsmagasiner, • Til havet • Opad, hvis fordampningen er stor • Tænk på vandets kredsløb og vandbalancen. Primær drikkevands-forsyning

22. Miniøvelse • Markér jordvand og grundvand. • Markér grundvandsspejlet. • Hvilken slags vand skal planterne øverst leve af? Jordvand (ikke alle hulrum er vandfyldte) Grundvandsspejlet (alle hulrum er vandfyldte under denne linje) Grundvand (alle hulrum er vandfyldte her)

23. Vandets bevægelser Vandet følger tyngdekraften (Niagara Falls, Canada) Medmindre vandets vægt er lille (lille tyngdekraft) og jordens tilbageholdelsesevne er stor

24. Vandets bevægelser i jorden Overfladevand Jordvand Grundvand Grundvandsspejlet er over jordoverfladen: Kildevæld (eller artesisk kilde)

25. Vandets bevægelser i jorden Grundvandstilstrømning til vandløb

26. Vandets bevægelser i jorden Grundvandstilstrømning væk fra vandløbet

27. Vand - Trusler mod grundvandet Forurening af grundvandet Over-indvinding af grundvand Når drikkevandet er forurenet: Udlevering af rent vand i Køge 2007.

28. Trusler mod grundvandet (1):Forurening af overfladevand • Hvad betyder det for os? • Primært forstyrrelse af dyre- og planteliv • Effekt for erhverv (fiskeri, dambrug) • Effekt på fritidsaktiviteter (badning, sejlads, fiskeri osv.) • Effekt for drikkevand (hvis overfladevandet drikkes, eller vandet siver ned i grundvandet)

29. Hvad sker der ved for meget vandindvinding? Trusler mod grundvandet (2):For stor oppumpning (vandindvinding) • Sænking af grundvandsspejl • Tørlægning, vandføring reduceres, pyritforvitring. • Saltvandsintrusion • Større koncentrationer af urenheder i grundvandet

30. Vandindvinding Er der nogen regioner, der har problemer med vandindvindingen?

31. Sænkning af grundvandsspejlet

32. Saltvandsintrusion

33. Pyritforvitring og okker Pyrit (FeS2) Producerer svovlsyre ved iltning Lav pH mobiliserer metalforbindelser, heriblandt Fe (som Fe2+) Okker: Frie jernforbindelser i vandet, udfældes ved iltning (vandløbets overflade, sider, fiskegæller (!) osv.) http://www.youtube.com/watch?v=16M1NgbkJao&feature=related

34. Punktforurening af grundvand – Danske eksempler (1) Collstrop-grunden, Nødebo. Forurening fra R. Collstrop A/S træimprægnering (aktiv 1936-1976). Meget kraftig forurening af den tidligere fabriksgrund. Arsen siver via grundvandet ud i Esrum Sø. Oprensningen startede i 1977. Nedgravede tromler med affald blev opdaget i 1987 og i 2006 fandt man ud af, at der stadig siver arsen ud til Esrum Sø. Staten og Hillerød Kommune kan ikke enes om regningen for yderligere oprensning. Grunden er i dag afspærret. R. CollstropTræimprægnering er konkurs, men virksomheden Collstrop er stadig aktiv i Jylland. I alt 13 tidligere Collstrop-grunde rundt om i Danmark er forurenede.

35. Punktforurening af grundvand – Danske eksempler (2) Kærgård Klitplantage, Vestjylland. Forurening fra affaldsdepoter i plantagen, bl.a. fra Grindstedværkets produktion af medicin – mest kviksølv og klorerede opløsningsmidler. Forurenet vand fra affaldsdepotet løber via grundvandet ud i Vesterhavet. Mennesker er ikke direkte truede, men der er badeforbud på stranden ved depotet. Affaldet blev deponeret 1956-1976. Oprensningen startede i 2007 og betales af staten og Region Midtjylland. Grindstedværkets gamle grund i Grindsted er også forurenet, og truer grundvandet under byen.

36. Punktforurening af grundvand – Danske eksempler (3) Høfde 42, Nordvestjylland. Forurening fra fabrikken Cheminovas produktion af sprøjtegifte bl.a. kviksølv og organiske opløsningsmidler. Staten deponerede også giftigt affald samme sted. Forurenet vand fra affaldsdepotet ved Høfde 42 løb via grundvandet ud i Limfjorden og slog fugle og fisk i fjorden ihjel. Mennesker var ikke direkte truede. Affaldet blev deponeret ved Høfde 42 1957-1962, forureningen blev opdaget 1981. Oprensningen startede i 1981, er stadig i gang. Oprensingen betales helt af staten. Cheminovas gamle grund (brugt 1944-1954) i Måløv ved København forurenede i øvrigt også grundvandet.

37. Punktforurening af grundvand – Danske eksempler (4) Sadolinparken, København. Forurening fra Sadolin Farvers malings- og lakfabrik på Amager (produktion fra 1903-2001). Meget kraftig forurening af fabriksgrunden med forskellige kræftfremkaldende malingsrester. Grænseværdien for visse stoffer har været 800.000 gange det tilladte i grundvandet under fabrikken. Forureningen på grunden kunne også lugtes, selv efter fabrikken lukkede. Oprensningen startede i 1980’erne. I 2005 byggede man boligkomplekset Sadolinparken ovenpå grunden, og efterfølgende har man måtte rense mere op, da giftige dampe trængte op i lejlighederne.

38. Mindre vandføring i vandløb

39. Eutrofiering Hvad er det? En kombination af: 1. Kraftig algevækst pga. næringsstoffer fra landbrug og kloakker 2. Iltsvind, når algerne dør om efteråret Medfører: Fiskedødog bundvending i svære tilfælde Værst i fjorde og søer, hvor vandet skiftes langsomt ud